생물연료전지를 이용한 新 BOD자동측정기 개발

폐수를 처리하면서 발생된 전기량을 이용하여 폐수의 오염정도를 나타내는 BOD(생물화학적산소요구량)농도를 자동으로 측정할 수 있는 계측기가 국내 연구진에 의해 개발됐다.

한국과학기술연구원 수질환경연구센터 김병홍,현문식,겸형조 박사팀은 기관고유사업의 일환으로 지난 ''98년 10월부터 1년 동안 총 1억원의 연구비를 투입하여 생물연료전지를 이용한 새로운 BOD 자동측정기의 개발에 성공하였다.

KIST가 개발한 새로운 BOD 자동측정기는 폐수를 처리하며 생산되는 전기 발생량에 따라 BOD 농도를 자동으로 측정할 수 있는 것이 가장 큰 특징이다.

이 같은 BOD 자동측정기는 세계최초로 발견한 전기화학적 활성균을 통해 폐수를 분해하는 과정에서 발생되는 전자를 미생물이 세포 밖으로 방출, 전극에 전달케 함으로써 전기를 발생시키는 미생물연료전지의 원리를 이용한 것으로 BOD 농도가 높으면 높을수록 전기 발생량도 따라서 증가하게 된다.

이번에 KIST가 이러한 생물연료전기를 이용하여 개발한 BOD 자동측정기는 기존의 방법에 비해 고장이 적고 BOD농도가 20ppm 이하인 저농도에서도 반복 측정값의 오차가 2% 이내로 매우 안정적이다.

특히 본 측정장치는 오염도가 높은 중금속이나 독극물이 폐수에 유입될 경우 전기 발생량이 급격히 감소하는 특성을 나타내게 됨으로써 경보가 발생되고 중앙통제소를 통해 자동제어가 가능하기 때문에 독극물 및 중금속 감지센서를 비롯하여 수질자동분석장치 및 수질감시시스템 개발 등 다양한 폐수에 대한 응용성이 뛰어나다는 장점을 가지고 있다.

또한 대부분 수입에 의존하고 있는 기존의 BOD 측정기의 대당 판매가격이 6천 만원에서 1억원 정도로 고가인데 비해 KIST가 개발한 BOD 측정기는 대당 4천만원 정도로 저렴하여 수요자 부담을 크게 줄일 수 있을 뿐만 아니라 가격인하로 인한 국내보급 확대로 환경보존에 크게 기여할 것으로 전망된다.

본 BOD 자동측정기 개발과 관련하여 오는 10월 KIST 연구원 벤처창업 준비하고 있는 현문식박사는『 국내 BOD 계측기의 대부분이 수입에 의존하고 있는 실정이나 가격이 비싸고 A/S등 운영에 어려움이 많아 기술개발과 창업에 나서게 됐다 』며『 향후 10년 동안 총 2000억원 이상의 수입대체 및 관련제품의 수출과 기술이전 수입이 기대된다』고 밝혔다.

KIST 연구팀은 미생물연료전지와 BOD 자동측정기 개발과 관련하여 국내외에 3건의 특허를 출원중이며, BOD 자동측정기 시제품 생산을 완료한데 이어 오는 10월 창업하게되는「한국바이오시스템(주)」를 통해 내년 1월부터 본격 시판에 나설 예정이다.

한편, KIST는 연구개발성과의 확산을 위해 금년도에 이미 8개 희망기업에 대해 창업보육육성을 지원하고 있으며, 이번에 개발된 "생물연료전지를 이용한 BOD 자동측정기"를 비롯한 7개 보유기술에 대해서는 연구원 창업을 적극 추진중인 것으로 알려졌다.

용어설명

생물연료전지: 폐수를 처리하면서 전기를 발생하는 장치
BOD(생물화학적산소요구량): 유기물을 미생물에 의해 호기상태에서 분해하여 안정시키는데 요구되는 산소량
호기성미생물 : 산소하에서 자라는 미생물
DO전극 : 폐수에 남아있는 용존산소량을 측정하기 위한 전극